Navegando por Autor "Jesus, Magnum Augusto Moraes Lopes de"

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    Avaliação da propriedade autolimpante de substratos modificados pela deposição de filmes finos de dióxido de titânio e caracterização morfológica, estrutural e química da sujidade depositada nas superfícies estudadas
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2019-08-29) Silva, Talita Soares de Souza e; Ferreira, Ângela de Mello; Jesus, Magnum Augusto Moraes Lopes de; http://lattes.cnpq.br/1462960107674708; http://lattes.cnpq.br/1228978469230164; http://lattes.cnpq.br/7652708510085079; Costa, Hermes de Souza; Badotti, Fernanda
    As superfícies autolimpantes apresentam várias possibilidades de aplicação, dentre as quais podemos destacar a modificação de painéis fotovoltaicos. Os filmes finos de TiO2 são os mais conhecidos e estudados para a produção dessas superfícies e seu mecanismo de autolimpeza se dá pela combinação da atividade fotocatalítica e hidrofilicidade fotoinduzida. Neste trabalho foram produzidos filmes de TiO2 e compósitos de TiO2/SiO2 em duas proporções a partir do método sol-gel via dip coating. Além da avaliação da propriedade autolimpante, destaque foi dado ao estudo da sujidade acumulada (efeito soiling) em decorrência da exposição dos substratos ao ambiente de uma região tropical por um período de 12 meses. Para fins de comparação, também foram coletadas e caracterizadas amostras de sujidade de um módulo fotovoltaico em atividade há 12 anos. A molhabilidade dos filmes foi avaliada por meio de medidas de ângulo de contato antes e após exposição ao UV. Antes da radiação o filme de TiO2 apresentou-se hidrofílico (Ө=27º) e após a radiação passou a comportar se como super-hidrofílico (Ө<5°); os filmes compósitos apresentaram comportamento super-hidrofílico mesmo antes de serem expostos à radiação e o substrato de vidro puro manteve o ângulo de contato em torno de 30° antes e após a exposição ao UV. O recobrimento de TiO2 puro reduziu a transmitância do vidro em torno de 20%, seguido do compósito contendo o maior teor de titânio que causou redução de aproximadamente 15%. Já o compósito com menor teor de Ti manteve a transmitância do vidro praticamente inalterada, em torno de 90%. Neste contexto, a utilização dos filmes compósitos se justifica pela capacidade que tem de combinar uma propriedade autolimpante durável a uma elevada transmitância, características desejáveis para aplicações em módulos fotovoltaicos. Os resultados de caracterização da sujidade depositada sobre o módulo por Difratometria de Raios X indicaram presença de material amorfo, característico de matéria orgânica, bem como os minerais caulinita, calcita, hematita e quartzo, resultados compatíveis com as imagens de Microscopia Eletrônica de Varredura que apontaram a presença de aglomerados de partículas arredondadas características de material orgânico e/ou fuligem. A análise química elementar da sujidade indicou elevada concentração de carbono e oxigênio e também os elementos Si, Aℓ, Fe e Cℓ, provenientes dos contaminantes inorgânicos identificados por Difratometria de Raios X. A análise termogravimétrica resultou numa perda de massa de aproximadamente 70% a 1000°C, corroborando os resultados de que a sujidade era composta majoritariamente por matéria orgânica. O recobrimento que apresentou o melhor comportamento como superfície autolimpante foi o filme de TiO2 puro, pois mesmo reduzindo a transmitância do vidro manteve uma certa constância nos valores de transmitância medidos quinzenalmente ao longo de um ano, o que não se observa nos demais filmes e no substrato sem recobrimento. A espectroscopia Raman identificou as fases minerais presentes na sujidade: hematita, lepdocrocita e goetita, compostos característicos do nosso solo. Os resultados de microscopia óptica e MEV/EDS indicaram que o revestimento de TiO2 reduziu significativamente as partículas orgânicas, sendo necessários testes microbiológicos aprofundados para identificação de possíveis microrganismos presentes no soiling.
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    Desenvolvimento de superfícies autolimpantes superhidrofílicas e fotocatalíticas obtidas pela deposição de filmes finos de TiO2 e TiO2 /SiO2 pelo método sol-gel
    (Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2015-04-22) Jesus, Magnum Augusto Moraes Lopes de; Ferreira, Ângela de Mello; http://lattes.cnpq.br/1228978469230164; http://lattes.cnpq.br/1462960107674708; Calado, Claudinei Rezende; Paiva, Paulo Renato Perdigão de; Mohallem, Nelcy Della Santina
    As superfícies autolimpantes se destacaram nos últimos anos nas áreas de energia e meio ambiente. Estritamente, na área de energia solar, essas superfícies são utilizadas para evitar a acumulação de sujidades, que afetam a eficiência da célula solar devido ao espalhamento da radiação. Os filmes finos de TiO2 aparecem como o principal material utilizado nessas superfícies devido a sua atividade fotocatalítica (capacidade de decompor compostos orgânicos na presença de luz ultravioleta) e superhidrofilicidade foto-induzida (baixo ângulo de contato com a água). Entretanto, esse material apresenta algumas limitações como a redução da transmitância do vidro e o rápido reestabelecimento do ângulo de contato em ambientes escuros. Os filmes de TiO2/SiO2 podem apresentar um bom efeito fotocatalítico aliado à uma boa transmitância dependendo da sua composição e tratamento térmico. Além disso, estudos da literatura apontam que estes compósitos podem também apresentar efeito autolimpante prolongado na ausência de luz. Neste trabalho, filmes de TiO2 puro e de TiO2/SiO2 foram obtidos em substratos de vidro pelo método sol-gel dip-coating com diferentes proporções molares Si/Ti (Si86Ti14, Si40Ti60) e temperaturas de calcinação (400, 500, 600°C). Resultados da caracterização mostraram que os filmes TiO2/SiO2 obtidos apresentaram elevada transmitância e afetaram pouco a transmitância do vidro enquanto que os filmes de TiO2 puro afetaram a transmitância de forma mais significativa. O aumento da temperatura de calcinação diminuiu a transmitância dos filmes, mas melhorou a aderência dos mesmos. Todos os filmes apresentaram caráter superhidrofílico após 30 minutos de irradiação com luz ultravioleta e mantiveram a transmitância após 25000 ciclos no ensaio de abrasão por desgaste com esponja e detergente. Os filmes Si86Ti14 não apresentaram a fase anatásio em sua estrutura, enquanto os filmes Si40Ti60 apresentaram a fase anatásio de acordo com os resultados do Raman. Os filmes de TiO2 apresentaram a fase anatásio a partir de 400 ºC de acordo com os resultados do DRX e do Raman. De 400 ºC para 500 ºC, a atividade fotocatalítica aumentou substancialmente. Esse aumento de temperatura proporcionou uma melhora significativa nas propriedades mecânicas e na diminuição do ângulo de contato, mantendo uma transmitância similar. Os filmes de TiO2/SiO2 apresentaram uma atividade fotocatalítica considerável, mesmo sem apresentar a fase anatásio em sua estrutura. Os filmes tratados a 500ºC apresentaram uma maior transmitância que os filmes tratados a 600ºC e as demais propriedades foram similares. Os filmes de TiO2 apresentaram uma morfologia cristalina típica e com rugosidade menor que os filmes de TiO2/SiO2, que apresentaram uma morfologia parecida a de uma esponja, com largas e abundantes cavidades, o que indica uma importante porosidade superficial desse filme, de acordo com as imagens de MFA. No teste de exposição das superfícies ao tempo, as amostras DP5_B (TECNALIA) e Si86Ti14 500 (CEFET-MG) apresentaram melhor desempenho como superfície autolimpante, já que resultaram em menores perdas de transmitância tanto em períodos secos como em períodos chuvosos. As sujidades depositadas nesse teste foram caracterizadas e os resultados corroboraram bastante com o da literatura. Filmes de TiO2/SiO2 com elevada transmitância, autolimpantes, fotocatalíticos, aderentes e com boa resistência a abrasão foram obtidos por uma solução sol-gel estável.